La respiración de mantenimiento (o energía de mantenimiento ) se refiere al metabolismo que ocurre en un organismo y que es necesario para mantener ese organismo en un estado de vida saludable. La respiración de mantenimiento contrasta con la respiración de crecimiento, que es responsable de la síntesis de nuevas estructuras en el crecimiento, la absorción de nutrientes, la reducción de nitrógeno (N) y la carga de floema, mientras que la respiración de mantenimiento se asocia con el recambio de proteínas y membranas y el mantenimiento de concentraciones y gradientes de iones. [1]
En plantas
La respiración de mantenimiento en las plantas se refiere a la cantidad de respiración celular , medida por el dióxido de carbono (CO 2 ) liberado o el oxígeno (O 2 ) consumido, durante la generación de energía utilizable (principalmente ATP , NADPH y NADH ) e intermedios metabólicos utilizados para (i) resíntesis de compuestos que experimentan renovación (recambio) en el proceso normal de metabolismo (ejemplos son proteínas enzimáticas , ácidos ribonucleicos y lípidos de membrana); (ii) mantenimiento de gradientes químicos de iones y metabolitos a través de las membranas celulares que son necesarios para la integridad celular y la salud de las plantas; y (iii) funcionamiento de los procesos metabólicos implicados en el ajuste fisiológico (es decir, la aclimatación ) a un cambio en el medio ambiente de la planta. [2] [3] [4] Los costos metabólicos de la reparación de una lesión por estrés biótico o abiótico también pueden considerarse parte de la respiración de mantenimiento. [2]
La respiración de mantenimiento es esencial para la salud biológica y el crecimiento de las plantas. Se estima que aproximadamente la mitad de la respiración que realizan las plantas terrestres durante su vida es para el apoyo de los procesos de mantenimiento. [5] Debido a que típicamente más de la mitad de la fotosíntesis de las plantas terrestres (o producción primaria bruta ) se usa para la respiración de las plantas, [4] más de una cuarta parte de la fotosíntesis de las plantas terrestres se consume presumiblemente en la respiración de mantenimiento.
La respiración de mantenimiento es un componente clave de la mayoría de los modelos matemáticos fisiológicos del crecimiento de las plantas, incluidos los modelos de crecimiento y rendimiento de los cultivos y los modelos de producción primaria del ecosistema y balance de carbono. [6] [7] [8]
Referencias
- ^ Lötscher, Markus; Klumpp, Katja; Schnyder, Hans (2004). "Crecimiento y respiración de mantenimiento para plantas individuales en dosel estructurados jerárquicamente de Medicago sativa y Helianthus annuus: la contribución de asimilados actuales y antiguos" . Nuevo fitólogo . 164 (2): 305–316. doi : 10.1111 / j.1469-8137.2004.01170.x . ISSN 1469-8137 .
- ↑ a b Penning de Vries FWT (1975). "El costo de los procesos de mantenimiento en las células vegetales", Annals of Botany , 39: 77-92.
- ^ Lambers H, Szaniawski RK, de Visser R (1983). "La respiración para el crecimiento, el mantenimiento y la absorción de iones. Una evaluación de conceptos, métodos, valores y su significado", Physiologia Plantarum , 58: 556-563.
- ↑ a b Amthor JS (2000). "Los paradigmas de la respiración McCree - de Wit - Penning de Vries - Thornley: 30 años después", Anales de botánica , 86: 1-20.
- ^ Amthor JS (1989). Respiración y productividad de cultivos , Springer-Verlag.
- ^ Canell MGR, Thornley JHM (2000) "Modelado de los componentes de la respiración de la planta: algunos principios rectores". Annals of Botany 85: 45-54.
- ^ Amthor JS y otros 12 (2001). "Intercambio y evapotranspiración deCO 2 del bosque borealpredicho por nueve modelos de proceso del ecosistema: comparaciones entre modelos y relaciones con las mediciones de campo". Revista de investigación geofísica 106: 33,623-33,648.
- ^ Thornley JHM, Francia J (2007). Modelos matemáticos en agricultura , CABI, Wallingford, Reino Unido.
- Thornley JHM (1970). "Respiración, crecimiento y mantenimiento en plantas", Nature , 35: 721-728.
- Pirt SJ (1965) "La energía de mantenimiento de las bacterias en cultivos en crecimiento". Actas de la Royal Society of London, Serie B 163: 224-231.